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废旧电池的回收利用的研究性学习的报告

《废旧电池的回收利用》研究性学习报告该课题全体人员一、研究案例的背景:环境是人类生存和发展的基本条件,是物质文明建设的基础。环境污染和生态破坏,工作和生活环境质量恶化,威胁着人民群众的健康。保护环境,实质就是保护物质生产活动持续稳定、协调发展的物质基础。一粒小小的钮扣电池可污染600立方米水,相当于一个人一生的饮水量;一节干电池可污染12立方米水、一立方米土壤,并造成永久性公害……人们在日常生活中,使用过的废旧干电池,一直没有得到很好的回收利用,造成了浪费,也污染了环境。其实,被废弃的干电池,其锌壳只损耗了一小部分,二氧化锰也只起了一点氧化的作用,碳粉、石墨棒和铜帽还远远没有被消耗。如果能加以回收和利用,就具有很好经济效益和社会效益。二、研究的目的意义: = 1 \* GB3 ① 了解原电池的反应原理,初步掌握科学研究的基本方法; = 2 \* GB3 ② 了解干电池的基本结构; = 3 \* GB3 ③ 明确废物分类回收的意义,增强环保意识。三、研究的主要内容: = 1 \* GB3 ① 查阅资料,明确干电池的基本反应原理,巩固原电池原理的相关知识。 = 2 \* GB3 ② 通过解剖废干电池,了解干电池的结构,并绘制干电池的结构图。 = 3 \* GB3 ③ 将解剖废干电池得到的废物分类回收提纯,提高实验技能,增强环保意识。 化学电池的原理化学电源是一种直接把化学能转变为电能的装置,习惯上称作电池。电池由正极、负极、电解质、隔膜和容器五个部分组成,其中最主要的是正极、负极和电解质三个部分。 一般地,电池放电时,负极上总是发生氧化反应,并放出电子;而正极上总是获得电子,发生还原反应。但有些电池的反应,并不都是按氧化还原反应进行,而是以“嵌入—脱嵌”的方式进行。 1.构成原电池的条件 (1)电极材料是由活性物质与导电极板所构成,所谓活性物质是指在电极上可进行氧化还原的物质。两电极材料活性不同,在负极上发生氧化反应;正极上发生还原反应。(2)电解液:含 HYPERLINK 73:8008/edu_class/upload/hx/zhuanti1/sucai/53.htm \t top 电解质(3)构成回路。2.原电池正负极的确定将铜锌两种金属放在电解质溶液中,用导线连接,便构成原电池的两极,如图1.由于Cu、Zn两种金属 HYPERLINK 73:8008/edu_class/upload/hx/zhuanti1/sucai/54.htm \t top 电势高低不同,所以存在着电势差.电子总是从低电势的极流向高电势的极.电势的高低一般可根据金属的活泼性确定:金属越活泼其电极电势就越低,金属越不活泼其电极电势就越高.由于锌比铜活泼,所以电子总是从锌极流向铜极.电化学上把电子流出的极定为负极,流入的极定为正极.如图1.所示,锌为负极,铜为正极。电极反应:负极:Zn-2e-→Zn2+正极:2H+ +2e-→H2以上介绍了铜——锌原电池,我们也可以利用同样的原理,把其他的氧化还原反应设计成各种不同的电池。在这些电池中,一般都用还原性较强的物质作为负极,负极向外电路提供电子;用氧化性较强的物质作为正极,正极从外电路得到电子;在电池内部,两极之间填充电解液。放电时,负极上的电子通过导线流向用电器,从正极流回电池,形成电流。 图1. 铜锌原电池原理 图2.干电池原理示意图下面,简单介绍一种比较常见的电池——干电池。手电筒中的干电池一般是普通的锌—锰干电池,它的结构和反应原理如下:锌—锰电池内的主要反应:负极(锌筒):Zn-2e-=Zn2+(氧化反应)正极(碳棒):2MnO2+2NH4++2e-=Mn2O3+2NH3+H20总反应:Zn+2MnO2+2NH4+=Zn2++Mn2O3+2NH3+H2干电池的外壳是金属锌,作负极,中心碳棒(石墨)是正极,碳律周围由一层纸质包裹的黑色物质,这是石墨粉和二氧化锰的混合物,纸质和锌壳之间填满了糊状白色电解液,其成分是氯化铵、氯化锌和淀粉糊。干电池放电主要是通过锌筒上失去电子,而被氧化成Zn2+而进入电解质溶液中,电解质溶液中的NH4+获得电子被还原成NH3,从而使灯泡在电子转移的过程中获得电能而发光。化学电池的种类化学电池:借助于化学能直接转变为电能的装置。化学电池的主要部分是电解质溶液,和浸在溶液中的正极和负极,使用时将两极用导线接通,就有电流产生,因而获得电能。化学电池放电到一定程度,电能减弱,有的经充电复原又可使用,这样的电池叫蓄电池,如铅蓄电池、银锌电池等;有的不能充电复原,称为原电池,如干电池、燃料电池等。 下面介绍化学电池的种类: 1.干电池:普通锌锰干电池的简称,在一般手电筒中使用锌锰干电池,是用锌皮制成的锌筒

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